रिले संपर्क सामग्री की वर्तमान विकास स्थिति और प्रमुख तकनीकों का विश्लेषण

औद्योगिक स्वचालन, बिजली नियंत्रण, रेल परिवहन, नई ऊर्जा और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, रिले सबसे मौलिक और महत्वपूर्ण विद्युत नियंत्रण घटकों में से एक है। उनमें से, रिले संपर्क, एक सर्किट के "चालू" और "बंद" को समझने वाली मुख्य संरचना के रूप में, सीधे अपने सामग्री चयन के माध्यम से रिले की विश्वसनीयता, सेवा जीवन और लागू परिचालन स्थितियों को निर्धारित करता है।

 

इंजीनियरिंग अनुप्रयोग परिप्रेक्ष्य से, रिले संपर्क अनिवार्य रूप से एक नियंत्रित स्विचिंग इंटरफ़ेस है। सामान्य रूप से खुले और सामान्य रूप से बंद राज्यों के बीच स्विचिंग प्रक्रिया के दौरान, संपर्क को न केवल स्थिर संचालन बनाए रखने की आवश्यकता होती है, बल्कि वियोग के समय इलेक्ट्रिक आर्क, उच्च तापमान और यांत्रिक झटके का भी सामना करना पड़ता है। इसलिए, संपर्क सामग्री हमेशा रिले डिजाइन और विनिर्माण में प्रमुख अनुसंधान दिशाओं में से एक रही है।

 

 

रिले संपर्कों में आम तौर पर गतिशील और स्थिर संपर्क शामिल होते हैं, जो जुड़ाव और विघटन को पूरा करने के लिए एक विद्युत चुम्बकीय प्रणाली द्वारा संचालित होते हैं। संपर्क प्रदर्शन विभिन्न कारकों से प्रभावित होता है, जिसमें सामग्री संरचना, संपर्क दबाव, लोड वर्तमान, वोल्टेज स्तर, स्विचिंग आवृत्ति और ऑपरेटिंग वातावरण शामिल हैं। एक बार जब कोई पैरामीटर डिज़ाइन सीमा से अधिक हो जाता है, तो यह संपर्क क्षरण, वेल्डिंग, संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि या यहां तक ​​कि विफलता जैसी समस्याएं पैदा कर सकता है।

 

संपर्क खुलने के समय, यदि संपर्कों के बीच लोड करंट या वोल्टेज एक महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक हो जाता है, तो हवा टूट जाती है, जिससे एक विद्युत चाप बनता है। चाप द्वारा उत्पन्न उच्च तापमान तेजी से संपर्क सतह को नष्ट कर देता है, जिससे सामग्री के घिसाव में तेजी आती है। इसलिए, उचित रूप से संपर्क सामग्री का चयन करना और संपर्कों के रेटेड वोल्टेज और वर्तमान को सख्ती से नियंत्रित करना रिले के दीर्घकालिक स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

 

 

संरचनात्मक दृष्टिकोण से, रिले संपर्क रूपों में मुख्य रूप से बिंदु संपर्क, लाइन संपर्क और सतह संपर्क शामिल हैं। इनमें विद्युत चुम्बकीय रिले में बिंदु संपर्क सबसे आम है। यह संरचना सीमित स्थान के भीतर उच्च संपर्क दबाव प्राप्त करने के लिए फायदेमंद है, जिससे संपर्क प्रतिरोध कम हो जाता है।

 

संपर्क संरचना डिज़ाइन में, पत्ती स्प्रिंग संरचनाएं और लोचदार संरचनाएं भी आम हैं। उदाहरण के लिए, कुछ अनुप्रयोगों में, संचालन स्थिरता पर संपर्क उछाल के प्रभाव को कम करने के लिए लीफ स्प्रिंग विद्युत संपर्क या लोचदार क्षतिपूर्ति क्षमताओं के साथ संपर्क संरचनाएं पेश की जाती हैं। इस प्रकार का डिज़ाइन उच्च आवृत्ति स्विचिंग या छोटे सिग्नल नियंत्रण परिदृश्यों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

 

 

सामग्री प्रणाली के दृष्टिकोण से, रिले संपर्कों को वर्तमान में मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है: शुद्ध धातु सामग्री, धातु मिश्र धातु सामग्री, और धातु -सिरेमिक मिश्रित सामग्री (पाउडर धातुकर्म सामग्री)।

 

कम लागत, सामान्य भार स्थितियों के तहत, शुद्ध तांबा या चांदी चढ़ाया हुआ तांबा व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि, चूंकि अनुप्रयोग परिदृश्य उच्च जीवनकाल और विश्वसनीयता की मांग करते हैं, जटिल परिचालन स्थितियों की जरूरतों को पूरा करने के लिए एकल धातु सामग्री अपर्याप्त हैं, और मिश्र धातु और मिश्रित सामग्री धीरे-धीरे मुख्यधारा का दृष्टिकोण बन रही हैं।

 

 

अनेक संपर्क सामग्रियों में, चांदी और इसकी मिश्रधातु प्रणालियाँ एक महत्वपूर्ण स्थान रखती हैं। चांदी में अत्यधिक उच्च विद्युत चालकता और अच्छी तापीय चालकता होती है, जो इसे विद्युत चांदी संपर्कों के निर्माण के लिए एक आदर्श आधार सामग्री बनाती है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, वेल्डिंग और घिसाव के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए शुद्ध चांदी को आम तौर पर मिश्रित किया जाता है, जिससे विभिन्न चांदी मिश्र धातु विद्युत संपर्क बनते हैं।

 

इनमें से, सिल्वर-निकल, सिल्वर{{1}कॉपर, और AgNi सिस्टम का व्यापक रूप से मीडियम{2}लोड रिले में उपयोग किया जाता है; इन सामग्रियों को अक्सर सामूहिक रूप से चांदी मिश्र धातु संपर्कों के रूप में जाना जाता है। उच्च भार या बार-बार स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए, सिल्वर ऑक्साइड सिस्टम, जैसे सिल्वर कैडमियम ऑक्साइड संपर्क या सिल्वर कैडमियम ऑक्साइड विद्युत संपर्क, का उपयोग आर्क कटाव के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए किया जाता है। सिल्वर कैडमियम संपर्क या एजीसीडीओ संपर्क के तकनीकी विवरण भी आमतौर पर पारंपरिक साहित्य में पाए जाते हैं।

 

इसके अलावा, अग्नि प्रणाली पर्यावरण मित्रता और प्रदर्शन को संतुलित करने में लाभ प्रदान करती है, और इसे कुछ मानकों में अग्नि संपर्क के रूप में जाना जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से स्थिर चालन और मध्यम चाप प्रतिरोध की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।

 

 

उच्च धारा, उच्च वोल्टेज, या उच्च यांत्रिक शक्ति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में, केवल चांदी आधारित मिश्र धातुओं पर निर्भर रहने की सीमाएं हैं। इन मामलों में, टंगस्टन और सिल्वर टंगस्टन कंपोजिट का उपयोग उनके अत्यधिक उच्च गलनांक और उत्कृष्ट अपक्षरण प्रतिरोध के कारण किया जाता है। ये सामग्रियां आमतौर पर पावर रिले, कॉन्टैक्टर और अन्य उपकरणों में पाई जाती हैं, लेकिन उनका संपर्क प्रतिरोध अपेक्षाकृत अधिक होता है, जो आमतौर पर उन्हें कमजोर सिग्नल सर्किट के लिए अनुपयुक्त बनाता है।

 

संरचनात्मक रूप से, यांत्रिक शक्ति और चालकता को संतुलित करने के लिए, इन सामग्रियों को अक्सर विद्युत संपर्क रिवेट्स के रूप में सब्सट्रेट के साथ जोड़ा जाता है, जो रिवेटिंग या वेल्डिंग द्वारा संपर्क समर्थन पर तय किया जाता है।

 

 

छोटे सिग्नल नियंत्रण सर्किट के लिए, विशेष रूप से कम {{0}वोल्टेज, कम -वर्तमान अनुप्रयोगों में, संपर्क सतह की स्थिति सिग्नल अखंडता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। इन अनुप्रयोगों में, संपर्क प्रतिरोध को कम करने और ऑक्सीकरण को रोकने के लिए आमतौर पर तांबे या तांबे मिश्र धातु सब्सट्रेट पर सोना चढ़ाना लगाया जाता है।

 

स्प्रिंग विद्युत संपर्कों या विद्युत स्प्रिंग संपर्कों के समान कार्य मोड बनाने के लिए इन डिज़ाइनों को अक्सर लोचदार संरचनाओं के साथ जोड़ा जाता है, जिससे दीर्घकालिक स्थिर सिग्नल ट्रांसमिशन सुनिश्चित होता है।

 

कुछ उच्च विश्वसनीयता प्रणालियों में, निरंतर लोचदार दबाव के माध्यम से संपर्क के घिसाव के कारण होने वाले प्रदर्शन में गिरावट को ऑफसेट करने के लिए स्प्रिंग लोडेड विद्युत संपर्क संरचनाओं को भी पेश किया जाता है।

 

 

नई ऊर्जा, इलेक्ट्रिक वाहनों, स्मार्ट ग्रिड और औद्योगिक स्वचालन के तेजी से विकास के साथ, रिले संचालन की स्थिति उच्च धाराओं, उच्च स्विचिंग आवृत्तियों और अधिक कठोर पर्यावरणीय आवश्यकताओं की ओर बढ़ रही है। यह प्रवृत्ति पारंपरिक एकल धातुओं से उच्च प्रदर्शन वाले मिश्र धातुओं और कंपोजिट की ओर संपर्क सामग्रियों के निरंतर विकास को प्रेरित कर रही है।

 

इसके साथ ही, सख्त पर्यावरण नियम उद्योग को कैडमियम युक्त सामग्रियों के उपयोग को धीरे-धीरे कम करने के लिए प्रेरित कर रहे हैं, जिससे नई चांदी आधारित मिश्र धातु प्रणालियों के विकास को बढ़ावा मिल रहा है। इस पृष्ठभूमि में, विभिन्न विद्युत संपर्क प्रकार अनुप्रयोग परिदृश्यों के आधार पर विभेदित विकास पथ प्रदर्शित करना जारी रखेंगे।

 

 

यद्यपि रिले संपर्क आकार में छोटे होते हैं, वे संपूर्ण विद्युत नियंत्रण प्रणाली में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। संपर्क सामग्री का चुनाव न केवल चालकता को प्रभावित करता है बल्कि रिले के जीवनकाल, सुरक्षा और सिस्टम विश्वसनीयता को भी सीधे प्रभावित करता है। भविष्य में, जैसे-जैसे एप्लिकेशन की मांगें अपग्रेड होती रहेंगी,रिले संपर्कइलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में सामग्री फोकस और तकनीकी नवाचार का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र बनी रहेगी।